一個相當於火星大小的巨大天體撞擊並與地球合併，噴射大量岩石和殘骸的雲狀物至太空
在將近30年的時間裡，科學家們對這一解釋都頗為滿意，其中只有一個主要的例外。當你調查月球的大小以及它環繞地球軌道的物理特性時，一切似乎都合情合理，但當你將它的同位素組成部分——也就是地質版本的DNA“指紋”——進行對比時，有些東西就開始說不通了。這裡尤其指的是地球和月球實在是太相似了。
科學家們估計月球可能攜帶了外來天體的同位素“指紋”，這一天體被科學家們取名為忒伊亞。現在美國馬里蘭大學的一支科學家小組產生了月球的新同位素足跡，後者或可以提供這一謎題缺失的一塊。通過集中精力研究同時存在於地球和月球的鎢同位素，馬里蘭大學的科研小組首次調和了月球形成的現有模型與這兩大天體之間意外相似的同位素指紋。結果表明忒伊亞早期撞擊地球非常猛烈以至於產生的殘骸雲狀物在形成月球之前已經完全混合。這項發現被發表在4月8日的期刊《自然》上。
“問題在於（從同位素指紋角度看）地球和月球太相似了，這表明兩者歸根結底形成於相同的物質，這些物質都是在太陽系歷史早期收集的。” 研究合作作者、馬里蘭大學地質學教授理查德·沃克（Richard Walker）這樣說道。“這真是出人意料，因為，創造月球的火星大小天體本應該完全不同的，因此真正的謎題在於月球和地球本不該這麼相似的。”
為了解釋地球和月球指紋為何如此相似，近些年出現了好幾種不同的理論。很可能天體撞擊產生了巨大的殘骸雲，後者與地球完全混合然後凝固形成月球。或者忒伊亞的同位素組成意外的與年輕地球非常相似。第三種解釋是月球形成於地球物質，而非忒伊亞的物質，儘管這意味着發生的是一種非常罕見的撞擊類型。
為了提取一種真正可行的解釋，沃克和他的研究小組發現月球所含的鎢同位素鎢-182的比例略微更高。然而關鍵問題在於高多少。“地球和月球之間鎢同位素組成這一細小但重要的差異與地球和月球在撞擊之後收集到的材料的不同量完美對應。”沃克說道。“這意味着在月球形成之後，它的同位素組成部分幾乎與地球地幔的完全相同。”
這一發現支持了一種觀點，也即撞擊產生的物質一定在月球合併並冷卻之前就完全混合了。這即可以解釋地球和月球同位素指紋的相似性，也可以解釋兩者之間鎢同位素-182的差異。此外這一發現也基本排除了火星大小天體具有相似組成成分，或者月球形成於源於地球的物質的觀點，因為這兩種假設都不太可能會出現地球和月球在撞擊後自身鎢-182含量與收集的物質量完美相關的情形。
“這一結果讓我們距離理解地球和月球之間密切的家族關係更近了一步，”沃克說道。“我們仍需要調查清楚其中的細節，但很明顯早期太陽系非常猛烈暴力。”（編譯/嚴炎劉星）
